Giới thiệu chip lớp điều khiển
Chip điều khiển chủ yếu đề cập đến MCU (Bộ vi điều khiển), nghĩa là vi điều khiển, còn được gọi là chip đơn, nhằm giảm tần số CPU và thông số kỹ thuật một cách thích hợp, đồng thời bộ nhớ, bộ đếm thời gian, chuyển đổi A/D, đồng hồ, I Cổng /O và giao tiếp nối tiếp cũng như các mô-đun và giao diện chức năng khác được tích hợp trên một chip đơn. Thực hiện chức năng điều khiển thiết bị đầu cuối, nó có ưu điểm là hiệu suất cao, tiêu thụ điện năng thấp, có thể lập trình và tính linh hoạt cao.
Sơ đồ MCU cấp độ đo của xe
Ô tô là lĩnh vực ứng dụng rất quan trọng của MCU, theo dữ liệu của IC Insights, năm 2019, ứng dụng MCU toàn cầu trong điện tử ô tô chiếm khoảng 33%. Số lượng MCUS được mỗi chiếc ô tô sử dụng ở các mẫu xe cao cấp lên tới gần 100, từ máy tính lái xe, thiết bị LCD, đến động cơ, khung gầm, các bộ phận lớn nhỏ trong ô tô cần điều khiển MCU.
Trong những ngày đầu, MCUS 8 bit và 16 bit chủ yếu được sử dụng trong ô tô, nhưng với sự nâng cao liên tục của điện tử hóa và trí thông minh ô tô, số lượng và chất lượng của MCUS cần thiết cũng ngày càng tăng. Hiện tại, tỷ lệ MCUS 32 bit trong MCUS ô tô đã đạt khoảng 60%, trong đó nhân dòng Cortex của ARM do chi phí thấp và khả năng kiểm soát năng lượng tuyệt vời nên là lựa chọn chủ đạo của các nhà sản xuất MCU ô tô.
Các thông số chính của MCU ô tô bao gồm điện áp hoạt động, tần số hoạt động, dung lượng Flash và RAM, mô-đun hẹn giờ và số kênh, mô-đun ADC và số kênh, loại và số giao diện truyền thông nối tiếp, số cổng I/O đầu vào và đầu ra, nhiệt độ vận hành, gói hình thức và mức độ an toàn chức năng.
Được chia theo các bit CPU, MCUS ô tô có thể được chia chủ yếu thành 8 bit, 16 bit và 32 bit. Với quá trình nâng cấp quy trình, chi phí của MCUS 32 bit tiếp tục giảm và giờ đây nó đã trở thành xu hướng chủ đạo và nó đang dần thay thế các ứng dụng và thị trường do MCUS 8/16 bit thống trị trước đây.
Nếu chia theo lĩnh vực ứng dụng, MCU ô tô có thể được chia thành miền thân xe, miền năng lượng, miền khung gầm, miền buồng lái và miền lái xe thông minh. Đối với miền buồng lái và miền ổ đĩa thông minh, MCU cần có khả năng tính toán cao và giao diện truyền thông bên ngoài tốc độ cao, chẳng hạn như CAN FD và Ethernet. Miền cơ thể cũng yêu cầu một số lượng lớn giao diện truyền thông bên ngoài, nhưng yêu cầu về sức mạnh tính toán của MCU tương đối thấp, trong khi miền nguồn và miền khung gầm yêu cầu nhiệt độ hoạt động cao hơn và mức độ an toàn chức năng cao hơn.
Chip điều khiển miền khung gầm
Miền khung gầm có liên quan đến việc lái xe và bao gồm hệ thống truyền động, hệ thống lái, hệ thống lái và hệ thống phanh. Nó bao gồm năm hệ thống con, đó là hệ thống lái, phanh, sang số, ga và hệ thống treo. Với sự phát triển của trí thông minh ô tô, nhận dạng nhận thức, lập kế hoạch quyết định và thực hiện kiểm soát các phương tiện thông minh là hệ thống cốt lõi của miền khung gầm. Hệ thống lái bằng dây và dẫn động bằng dây là những thành phần cốt lõi cho mục đích điều hành của lái xe tự động.
(1) Yêu cầu công việc
ECU miền khung gầm sử dụng nền tảng an toàn chức năng có khả năng mở rộng, hiệu suất cao và hỗ trợ phân cụm cảm biến và cảm biến quán tính đa trục. Dựa trên kịch bản ứng dụng này, các yêu cầu sau được đề xuất cho MCU miền khung:
· Tần số cao và yêu cầu công suất tính toán cao, tần số chính không dưới 200 MHz và công suất tính toán không dưới 300DMIPS
· Dung lượng lưu trữ Flash không nhỏ hơn 2MB, có mã Flash và phân vùng vật lý Flash dữ liệu;
· RAM không nhỏ hơn 512KB;
· Yêu cầu mức độ an toàn chức năng cao, có thể đạt mức ASIL-D;
· Hỗ trợ ADC chính xác 12-bit;
· Hỗ trợ độ chính xác cao 32-bit, bộ đếm thời gian đồng bộ hóa cao;
· Hỗ trợ CAN-FD đa kênh;
· Hỗ trợ Ethernet không dưới 100M;
· Độ tin cậy không thấp hơn AEC-Q100 Cấp 1;
· Hỗ trợ nâng cấp trực tuyến (OTA);
· Hỗ trợ chức năng xác minh firmware (thuật toán bí mật quốc gia);
(2) Yêu cầu về hiệu suất
· Phần hạt nhân:
I. Tần số lõi: tức là tần số xung nhịp khi kernel đang hoạt động, được dùng để biểu thị tốc độ dao động tín hiệu xung kỹ thuật số của kernel và tần số chính không thể biểu thị trực tiếp tốc độ tính toán của kernel. Tốc độ hoạt động của kernel cũng liên quan đến đường dẫn kernel, bộ đệm, tập lệnh, v.v.
II. Khả năng tính toán: DMIPS thường có thể được sử dụng để đánh giá. DMIPS là đơn vị đo lường hiệu suất tương đối của chương trình benchmark tích hợp MCU khi nó được kiểm tra.
· Thông số bộ nhớ:
I. Bộ nhớ mã: bộ nhớ dùng để lưu trữ mã;
II. Bộ nhớ dữ liệu: bộ nhớ dùng để lưu trữ dữ liệu;
III.RAM: Bộ nhớ dùng để lưu trữ dữ liệu và mã tạm thời.
· Xe buýt liên lạc: bao gồm xe buýt ô tô chuyên dụng và xe buýt liên lạc thông thường;
· Thiết bị ngoại vi có độ chính xác cao;
· Nhiệt độ hoạt động;
(3) Mô hình công nghiệp
Vì kiến trúc điện và điện tử được các nhà sản xuất ô tô khác nhau sử dụng sẽ khác nhau nên các yêu cầu về thành phần đối với lĩnh vực khung gầm cũng sẽ khác nhau. Do cấu hình của các mẫu xe khác nhau của cùng một hãng xe nên việc lựa chọn ECU cho khu vực khung xe sẽ khác nhau. Những khác biệt này sẽ dẫn đến các yêu cầu MCU khác nhau cho miền khung gầm. Ví dụ: Honda Accord sử dụng ba chip MCU miền khung gầm và Audi Q7 sử dụng khoảng 11 chip MCU miền khung gầm. Năm 2021, sản lượng ô tô du lịch thương hiệu Trung Quốc là khoảng 10 triệu chiếc, trong đó nhu cầu trung bình về khung gầm xe đạp miền MCUS là 5, và tổng thị trường đạt khoảng 50 triệu. Các nhà cung cấp chính của MCUS trên toàn bộ lĩnh vực khung gầm là Infineon, NXP, Renesas, Microchip, TI và ST. Năm nhà cung cấp chất bán dẫn quốc tế này chiếm hơn 99% thị trường cho miền khung gầm MCUS.
(4) Rào cản ngành
Từ quan điểm kỹ thuật quan trọng, các thành phần của miền khung gầm như EPS, EPB, ESC có liên quan chặt chẽ đến sự an toàn tính mạng của người lái xe, do đó mức độ an toàn chức năng của MCU miền khung gầm là rất cao, về cơ bản là ASIL-D yêu cầu về trình độ. Mức độ an toàn chức năng này của MCU bị bỏ trống ở Trung Quốc. Ngoài mức độ an toàn chức năng, các kịch bản ứng dụng của các thành phần khung máy còn có yêu cầu rất cao về tần số MCU, sức mạnh tính toán, dung lượng bộ nhớ, hiệu suất ngoại vi, độ chính xác của thiết bị ngoại vi và các khía cạnh khác. MCU miền khung gầm đã hình thành một rào cản công nghiệp rất cao, cần các nhà sản xuất MCU trong nước thách thức và phá vỡ.
Về mặt chuỗi cung ứng, do yêu cầu về tần số cao và khả năng tính toán cao đối với chip điều khiển của các thành phần miền khung gầm nên các yêu cầu tương đối cao được đặt ra cho quy trình và quy trình sản xuất wafer. Hiện tại, có vẻ như cần có quy trình ít nhất 55nm để đáp ứng yêu cầu tần số MCU trên 200 MHz. Về mặt này, dây chuyền sản xuất MCU trong nước chưa hoàn chỉnh và chưa đạt đến trình độ sản xuất hàng loạt. Các nhà sản xuất chất bán dẫn quốc tế về cơ bản đã áp dụng mô hình IDM, xét về xưởng đúc wafer, hiện chỉ có TSMC, UMC và GF có khả năng tương ứng. Các nhà sản xuất chip trong nước đều là công ty Fabless, và có những thách thức cũng như rủi ro nhất định trong việc sản xuất wafer và đảm bảo năng lực.
Trong các kịch bản điện toán cốt lõi như lái xe tự động, các CPU đa năng truyền thống khó thích ứng với các yêu cầu tính toán AI do hiệu suất tính toán thấp và các chip AI như Gpus, FPgas và ASics có hiệu suất tuyệt vời ở biên và đám mây. đặc điểm và được sử dụng rộng rãi. Ở góc độ xu hướng công nghệ, GPU vẫn sẽ là chip AI thống trị trong ngắn hạn và về lâu dài, ASIC là hướng đi tối thượng. Từ góc độ xu hướng thị trường, nhu cầu toàn cầu về chip AI sẽ duy trì đà tăng trưởng nhanh chóng, chip đám mây và biên có tiềm năng tăng trưởng lớn hơn và tốc độ tăng trưởng thị trường dự kiến sẽ đạt gần 50% trong 5 năm tới. Mặc dù nền tảng công nghệ chip trong nước còn yếu nhưng với sự đổ bộ nhanh chóng của các ứng dụng AI, khối lượng nhu cầu chip AI tăng nhanh sẽ tạo cơ hội cho sự phát triển công nghệ và năng lực của các doanh nghiệp chip trong nước. Lái xe tự động có những yêu cầu nghiêm ngặt về khả năng tính toán, độ trễ và độ tin cậy. Hiện nay, giải pháp GPU+FPGA được sử dụng chủ yếu. Với sự ổn định của thuật toán và định hướng dữ liệu, ASics được kỳ vọng sẽ giành được không gian thị trường.
Cần rất nhiều không gian trên chip CPU để dự đoán và tối ưu hóa nhánh, lưu nhiều trạng thái khác nhau để giảm độ trễ khi chuyển đổi tác vụ. Điều này cũng làm cho nó phù hợp hơn cho việc điều khiển logic, vận hành nối tiếp và vận hành dữ liệu loại chung. Lấy GPU và CPU làm ví dụ, so với CPU, GPU sử dụng số lượng lớn các đơn vị tính toán và một đường dẫn dài, chỉ có logic điều khiển rất đơn giản và loại bỏ Cache. CPU không chỉ chiếm nhiều dung lượng bởi Cache mà còn có logic điều khiển phức tạp và nhiều mạch tối ưu hóa, so với sức mạnh tính toán chỉ là một phần nhỏ.
Chip điều khiển miền điện
Bộ điều khiển miền điện là một đơn vị quản lý hệ thống truyền động thông minh. Với CAN/FLEXRAY để đạt được khả năng quản lý truyền dẫn, quản lý pin, giám sát điều chỉnh máy phát điện, chủ yếu được sử dụng để tối ưu hóa và điều khiển hệ thống truyền động, đồng thời cả chẩn đoán lỗi điện thông minh, tiết kiệm điện thông minh, giao tiếp xe buýt và các chức năng khác.
(1) Yêu cầu công việc
MCU điều khiển miền điện có thể hỗ trợ các ứng dụng chính trong lĩnh vực điện, chẳng hạn như BMS, với các yêu cầu sau:
· Tần số chính cao, tần số chính 600 MHz~800 MHz
· RAM 4MB
· Yêu cầu mức độ an toàn chức năng cao, có thể đạt mức ASIL-D;
· Hỗ trợ CAN-FD đa kênh;
· Hỗ trợ Ethernet 2G;
· Độ tin cậy không thấp hơn AEC-Q100 Cấp 1;
· Hỗ trợ chức năng xác minh firmware (thuật toán bí mật quốc gia);
(2) Yêu cầu về hiệu suất
Hiệu suất cao: Sản phẩm tích hợp CPU lock-step lõi kép ARM Cortex R5 và SRAM trên chip 4 MB để hỗ trợ yêu cầu về sức mạnh tính toán và bộ nhớ ngày càng tăng của các ứng dụng ô tô. CPU ARM Cortex-R5F lên tới 800 MHz. Độ an toàn cao: Tiêu chuẩn độ tin cậy thông số kỹ thuật của xe AEC-Q100 đạt Cấp 1 và mức an toàn chức năng ISO26262 đạt ASIL D. CPU bước khóa lõi kép có thể đạt phạm vi chẩn đoán lên tới 99%. Mô-đun bảo mật thông tin tích hợp tích hợp bộ tạo số ngẫu nhiên thực sự, AES, RSA, ECC, SHA và các bộ tăng tốc phần cứng tuân thủ các tiêu chuẩn liên quan về bảo mật Nhà nước và doanh nghiệp. Việc tích hợp các chức năng bảo mật thông tin này có thể đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng như khởi động an toàn, liên lạc an toàn, cập nhật và nâng cấp firmware an toàn.
Chip kiểm soát vùng cơ thể
Vùng cơ thể chủ yếu chịu trách nhiệm kiểm soát các chức năng khác nhau của cơ thể. Với sự phát triển của ô tô, bộ điều khiển vùng thân xe cũng ngày càng nhiều, để giảm giá thành bộ điều khiển, giảm trọng lượng của xe, việc tích hợp cần đặt đầy đủ các thiết bị chức năng, từ phần trước, phần giữa một phần của xe và phần sau của xe, chẳng hạn như đèn phanh sau, đèn vị trí phía sau, khóa cửa sau và thậm chí cả thanh giằng đôi tích hợp thống nhất thành một bộ điều khiển tổng thể.
Bộ điều khiển vùng cơ thể thường tích hợp BCM, PEPS, TPMS, Gateway và các chức năng khác, nhưng cũng có thể mở rộng điều chỉnh ghế, điều khiển gương chiếu hậu, điều khiển điều hòa và các chức năng khác, quản lý toàn diện và thống nhất từng bộ truyền động, phân bổ tài nguyên hệ thống hợp lý và hiệu quả . Chức năng của bộ điều khiển vùng cơ thể có rất nhiều, như được hiển thị bên dưới, nhưng không giới hạn ở những chức năng được liệt kê ở đây.
(1) Yêu cầu công việc
Nhu cầu chính của thiết bị điện tử ô tô đối với chip điều khiển MCU là độ ổn định, độ tin cậy, bảo mật, thời gian thực và các đặc tính kỹ thuật khác tốt hơn, cũng như hiệu suất tính toán và dung lượng lưu trữ cao hơn cũng như yêu cầu chỉ số tiêu thụ điện năng thấp hơn. Bộ điều khiển vùng thân xe đã dần chuyển từ triển khai chức năng phi tập trung sang bộ điều khiển lớn tích hợp tất cả các bộ truyền động cơ bản của thiết bị điện tử trên thân xe, các chức năng chính, đèn, cửa, Windows, v.v. Thiết kế hệ thống điều khiển vùng thân xe tích hợp hệ thống chiếu sáng, rửa gạt nước, trung tâm điều khiển khóa cửa, Windows và các điều khiển khác, khóa thông minh PEPS, quản lý nguồn, v.v. Cũng như cổng CAN, CANFD và FLEXRAY mở rộng, mạng LIN, giao diện Ethernet và công nghệ thiết kế và phát triển mô-đun.
Nhìn chung, yêu cầu công việc của các chức năng điều khiển nêu trên đối với chip điều khiển chính MCU trong khu vực thân máy chủ yếu được phản ánh ở các khía cạnh hiệu suất tính toán và xử lý, tích hợp chức năng, giao diện truyền thông và độ tin cậy. Xét về các yêu cầu cụ thể, do sự khác biệt về chức năng trong các tình huống ứng dụng chức năng khác nhau trong khu vực thân xe, chẳng hạn như Windows chỉnh điện, ghế tự động, cửa sau chỉnh điện và các ứng dụng thân xe khác, nên vẫn có nhu cầu điều khiển động cơ hiệu quả cao, các ứng dụng thân xe như vậy yêu cầu MCU để tích hợp thuật toán điều khiển điện tử FOC và các chức năng khác. Ngoài ra, các kịch bản ứng dụng khác nhau trong vùng thân máy có các yêu cầu khác nhau về cấu hình giao diện của chip. Do đó, thông thường cần phải chọn MCU vùng cơ thể theo yêu cầu về chức năng và hiệu suất của kịch bản ứng dụng cụ thể và trên cơ sở đó, đo lường toàn diện hiệu suất giá thành sản phẩm, khả năng cung cấp, dịch vụ kỹ thuật và các yếu tố khác.
(2) Yêu cầu về hiệu suất
Các chỉ số tham chiếu chính của chip MCU điều khiển vùng cơ thể như sau:
Hiệu suất: ARM Cortex-M4F @ 144 MHz, 180DMIPS, hướng dẫn 8KB tích hợp Bộ đệm ẩn, hỗ trợ chương trình thực thi đơn vị tăng tốc Flash 0 chờ.
Bộ nhớ mã hóa dung lượng lớn: lên tới 512K Byte eFlash, hỗ trợ lưu trữ mã hóa, quản lý phân vùng và bảo vệ dữ liệu, hỗ trợ xác minh ECC, 100.000 lần xóa, lưu giữ dữ liệu 10 năm; 144K Byte SRAM, hỗ trợ tính chẵn lẻ của phần cứng.
Giao diện truyền thông phong phú tích hợp: Hỗ trợ GPIO đa kênh, USART, UART, SPI, QSPI, I2C, SDIO, USB2.0, CAN 2.0B, EMAC, DVP và các giao diện khác.
Trình mô phỏng hiệu suất cao tích hợp: Hỗ trợ ADC tốc độ cao 12bit 5Msps, bộ khuếch đại hoạt động độc lập giữa các đường ray, bộ so sánh tương tự tốc độ cao, DAC 12bit 1Msps; Hỗ trợ nguồn điện áp tham chiếu độc lập đầu vào bên ngoài, phím cảm ứng điện dung đa kênh; Bộ điều khiển DMA tốc độ cao.
Hỗ trợ đầu vào RC bên trong hoặc đồng hồ tinh thể bên ngoài, thiết lập lại độ tin cậy cao.
Đồng hồ thời gian thực RTC hiệu chuẩn tích hợp, hỗ trợ lịch vạn niên năm nhuận, sự kiện báo thức, đánh thức định kỳ.
Hỗ trợ bộ đếm thời gian có độ chính xác cao.
Tính năng bảo mật cấp phần cứng: Công cụ tăng tốc phần cứng thuật toán mã hóa, hỗ trợ các thuật toán AES, DES, TDES, SHA1/224/256, SM1, SM3, SM4, SM7, MD5; Mã hóa lưu trữ flash, quản lý phân vùng nhiều người dùng (MMU), bộ tạo số ngẫu nhiên thực TRNG, hoạt động CRC16/32; Hỗ trợ các mức bảo vệ ghi (WRP), bảo vệ nhiều lần đọc (RDP) (L0/L1/L2); Hỗ trợ khởi động bảo mật, tải xuống mã hóa chương trình, cập nhật bảo mật.
Hỗ trợ giám sát lỗi đồng hồ và giám sát chống phá hủy.
UID 96 bit và UCID 128 bit.
Môi trường làm việc có độ tin cậy cao: 1.8V ~ 3.6V/-40oC ~ 105oC.
(3) Mô hình công nghiệp
Hệ thống điện tử vùng cơ thể đang trong giai đoạn đầu phát triển đối với cả doanh nghiệp trong và ngoài nước. Các doanh nghiệp nước ngoài như BCM, PEPS, cửa và Windows, bộ điều khiển ghế và các sản phẩm đơn chức năng khác có sự tích lũy kỹ thuật sâu sắc, trong khi các công ty lớn của nước ngoài có phạm vi phủ sóng rộng khắp các dòng sản phẩm, tạo nền tảng cho họ làm các sản phẩm tích hợp hệ thống . Các doanh nghiệp trong nước có những lợi thế nhất định trong việc ứng dụng thân xe năng lượng mới. Lấy BYD làm ví dụ, trong phương tiện năng lượng mới của BYD, vùng thân xe được chia thành vùng bên trái và bên phải, sản phẩm tích hợp hệ thống được sắp xếp lại và xác định rõ ràng. Tuy nhiên, về chip kiểm soát diện tích cơ thể, nhà cung cấp chính của MCU vẫn là Infineon, NXP, Renesas, Microchip, ST và các nhà sản xuất chip quốc tế khác, còn các nhà sản xuất chip trong nước hiện có thị phần thấp.
(4) Rào cản ngành
Từ góc độ giao tiếp, có quá trình phát triển của kiến trúc truyền thống-kiến trúc lai-Nền tảng máy tính phương tiện cuối cùng. Sự thay đổi về tốc độ liên lạc cũng như việc giảm giá sức mạnh tính toán cơ bản với độ an toàn chức năng cao là chìa khóa và có thể dần dần nhận ra khả năng tương thích của các chức năng khác nhau ở cấp độ điện tử của bộ điều khiển cơ bản trong tương lai. Ví dụ: bộ điều khiển vùng cơ thể có thể tích hợp các chức năng chống chụm sóng BCM, PEPS và gợn sóng truyền thống. Nói một cách tương đối, các rào cản kỹ thuật của chip điều khiển vùng cơ thể thấp hơn vùng điện, khu vực buồng lái, v.v., và chip nội địa được kỳ vọng sẽ dẫn đầu trong việc tạo ra bước đột phá lớn về vùng cơ thể và dần dần hiện thực hóa sự thay thế trong nước. Trong những năm gần đây, thị trường lắp đặt phía trước và phía sau thân xe trong nước đã có đà phát triển rất tốt.
Chip điều khiển buồng lái
Điện khí hóa, trí thông minh và mạng đã đẩy nhanh sự phát triển của kiến trúc điện và điện tử ô tô theo hướng điều khiển miền, buồng lái cũng đang phát triển nhanh chóng từ hệ thống giải trí âm thanh và video trên xe đến buồng lái thông minh. Buồng lái được trang bị giao diện tương tác giữa người và máy tính, nhưng dù là hệ thống thông tin giải trí trước đây hay buồng lái thông minh hiện tại, ngoài việc có SOC mạnh mẽ với tốc độ tính toán, nó còn cần MCU thời gian thực cao để xử lý. sự tương tác dữ liệu với chiếc xe. Việc phổ biến dần dần các phương tiện được xác định bằng phần mềm, OTA và Autosar trong buồng lái thông minh khiến yêu cầu về tài nguyên MCU trong buồng lái ngày càng cao. Cụ thể thể hiện qua nhu cầu dung lượng FLASH và RAM ngày càng tăng, nhu cầu PIN Count cũng ngày càng tăng, các chức năng phức tạp hơn đòi hỏi khả năng thực thi chương trình mạnh hơn nhưng cũng có giao diện bus phong phú hơn.
(1) Yêu cầu công việc
MCU trong khu vực cabin chủ yếu thực hiện quản lý nguồn điện hệ thống, quản lý thời gian bật nguồn, quản lý mạng, chẩn đoán, tương tác dữ liệu xe, chìa khóa, quản lý đèn nền, quản lý mô-đun DSP/FM âm thanh, quản lý thời gian hệ thống và các chức năng khác.
Yêu cầu tài nguyên MCU:
· Tần số chính và khả năng tính toán có những yêu cầu nhất định, tần số chính không nhỏ hơn 100 MHz và khả năng tính toán không nhỏ hơn 200DMIPS;
· Dung lượng lưu trữ Flash không nhỏ hơn 1MB, có mã Flash và phân vùng vật lý Flash dữ liệu;
· RAM không nhỏ hơn 128KB;
· Yêu cầu mức độ an toàn chức năng cao, có thể đạt mức ASIL-B;
· Hỗ trợ ADC đa kênh;
· Hỗ trợ CAN-FD đa kênh;
· Quy định về xe Cấp AEC-Q100 Cấp 1;
· Hỗ trợ nâng cấp trực tuyến (OTA), hỗ trợ Flash kép Bank;
· Cần có công cụ mã hóa thông tin ở mức độ nhẹ SHE/HSM trở lên để hỗ trợ khởi động an toàn;
· Số lượng Pin không nhỏ hơn 100PIN;
(2) Yêu cầu về hiệu suất
IO hỗ trợ nguồn điện áp rộng (5,5v ~ 2,7v), cổng IO hỗ trợ sử dụng quá áp;
Nhiều tín hiệu đầu vào dao động theo điện áp của pin nguồn điện và có thể xảy ra tình trạng quá điện áp. Quá điện áp có thể cải thiện độ ổn định và độ tin cậy của hệ thống.
Tuổi thọ bộ nhớ:
Vòng đời của ô tô là hơn 10 năm nên bộ lưu trữ chương trình, dữ liệu MCU trên ô tô cần có tuổi thọ cao hơn. Lưu trữ chương trình và lưu trữ dữ liệu cần có các phân vùng vật lý riêng biệt và lưu trữ chương trình cần được xóa ít lần hơn nên Độ bền>10K, trong khi lưu trữ dữ liệu cần được xóa thường xuyên hơn nên cần có số lần xóa lớn hơn . Tham khảo đèn báo dữ liệu Flash Độ bền>100K, 15 năm (<1K). 10 năm (<100K).
Giao diện bus truyền thông;
Tải truyền thông bus trên xe ngày càng cao nên CAN CAN CAN truyền thống không còn đáp ứng được nhu cầu liên lạc, nhu cầu bus CAN-FD tốc độ cao ngày càng cao, hỗ trợ CAN-FD dần trở thành tiêu chuẩn MCU .
(3) Mô hình công nghiệp
Hiện tại, tỷ lệ MCU cabin thông minh trong nước vẫn còn rất thấp và các nhà cung cấp chính vẫn là NXP, Renesas, Infineon, ST, Microchip và các nhà sản xuất MCU quốc tế khác. Một số nhà sản xuất MCU trong nước đã được bố trí, hiệu suất thị trường vẫn còn được nhìn thấy.
(4) Rào cản ngành
Mức độ quy định của ô tô cabin thông minh và mức độ an toàn chức năng tương đối không quá cao, chủ yếu là do tích lũy bí quyết và nhu cầu lặp lại và cải tiến sản phẩm liên tục. Đồng thời, do không có nhiều dây chuyền sản xuất MCU tại các nhà máy trong nước nên quy trình tương đối lạc hậu, cần một khoảng thời gian để đạt được chuỗi cung ứng sản xuất quốc gia, đồng thời có thể có chi phí cao hơn và áp lực cạnh tranh với các nhà sản xuất quốc tế lớn hơn.
Ứng dụng chip điều khiển trong nước
Chip điều khiển ô tô chủ yếu dựa trên MCU ô tô, các doanh nghiệp hàng đầu trong nước như Ziguang Guowei, Huada Semiconductor, Shanghai Xinti, Zhaoyi Innovation, Jiefa Technology, Xinchi Technology, Beijing Junzheng, Thâm Quyến Xihua, Shanghai Qipuwei, National Technology, v.v., đều có Chuỗi sản phẩm MCU quy mô ô tô, tiêu chuẩn cho các sản phẩm khổng lồ ở nước ngoài, hiện dựa trên kiến trúc ARM. Một số doanh nghiệp cũng đã tiến hành nghiên cứu và phát triển kiến trúc RISC-V.
Hiện tại, chip miền điều khiển phương tiện trong nước chủ yếu được sử dụng trong thị trường tải trước ô tô và đã được áp dụng trên ô tô trong miền thân xe và thông tin giải trí, trong khi ở khung gầm, miền điện và các lĩnh vực khác, nó vẫn bị thống trị bởi những gã khổng lồ về chip ở nước ngoài như stmicroelectronics, NXP, Texas Instruments và Microchip Semiconductor, và chỉ một số doanh nghiệp trong nước đã hiện thực hóa được ứng dụng sản xuất hàng loạt. Hiện tại, nhà sản xuất chip trong nước Chipchi sẽ tung ra các sản phẩm chip điều khiển hiệu năng cao dòng E3 dựa trên ARM Cortex-R5F vào tháng 4 năm 2022, với mức an toàn chức năng đạt ASIL D, mức nhiệt độ hỗ trợ AEC-Q100 Cấp 1, tần số CPU lên tới 800 MHz , với tối đa 6 lõi CPU. Đây là sản phẩm hiệu suất cao nhất trong MCU đo xe sản xuất hàng loạt hiện có, lấp đầy khoảng trống trên thị trường MCU đo xe mức độ an toàn cao cấp trong nước, với hiệu suất cao và độ tin cậy cao, có thể được sử dụng trong BMS, ADAS, VCU, bởi -khung gầm, dụng cụ, HUD, gương chiếu hậu thông minh và các lĩnh vực điều khiển xe cốt lõi khác. Hơn 100 khách hàng đã áp dụng E3 để thiết kế sản phẩm, bao gồm GAC, Geely, v.v.
Ứng dụng sản phẩm lõi điều khiển trong nước
Thời gian đăng: 19-07-2023
